2022年9月7日，中国医学科学院肿瘤医院周光飚研究团队在Signal Transduction and Targeted Therapy《信号传导和靶向疗法》杂志发表题为“Tobacco carcinogen induces tryptophan metabolism and immune suppression via induction of indoleamine 2,3-dioxygenase 1”（烟草致癌物通过诱导吲哚胺2,3-双加氧酶1引起色氨酸代谢和免疫抑制）的研究论文，发现吸烟会通过上调吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1），促进色氨酸（Trp）代谢为犬尿氨酸（Kyn），导致肺抑制性免疫微环境的产生，从而促进肺癌发生发展。
世界卫生组织的统计数据显示，全球每年有800万人由于吸烟相关疾病而过早死亡。在每年180万死于肺癌的病人中，约85%是由吸烟所引起。烟草及吸烟烟雾中含有9000种化合物，包括70种致癌物。但是，目前尚不清楚哪些分子在吸烟引起肺癌过程中发挥关键作用，迄今也没有针对吸烟致癌关键分子的靶向治疗药物。
IDO1是一种含有血红素的胞浆酶，是催化色氨酸降解产生犬尿氨酸的限速酶，其表达水平受多种内源因素的调控。周光飚教授团队首次发现，吸烟可在细胞及动物模型中上调IDO1的表达并促进色氨酸代谢。通过筛查多种致癌物的作用，他们发现烟草特有的尼古丁衍生亚硝胺酮（NNK）是诱导IDO1表达增高的化合物。NNK通过尼古丁受体α7nAChR来活化转录因子c-Jun，后者进而激活IDO1的转录，使其mRNA和蛋白质表达水平增高。吸烟及NNK一方面抑制CD8+ T细胞的增殖，促使其发生凋亡，抑制其细胞毒性作用，另一方面促进幼稚的 CD4+ T细胞分化为免疫抑制性Treg细胞。IDO1抑制剂和α7nAChR抑制剂则能逆转NNK的免疫抑制作用。在临床上，吸烟肺癌患者的色氨酸/犬尿氨酸比例显著下调，其比例越低患者预后越差。在接受免疫治疗药物抗PD-1抗体治疗的肺癌病人，IDO1表达越高病人反应越差。这些结果说明，吸烟能够通过上调肺组织中IDO1的表达水平来促进癌细胞逃逸免疫杀伤作用，而以IDO1为靶标的抗癌药物在吸烟患者的治疗潜力可能更大。
吸烟引起色氨酸代谢异常与免疫逃逸的机理
该工作得到了中国医学科学院人才引进培养项目（2021-RC310-003，2020-RC310-002）、医学与健康科技创新工程（2021-1-I2M-012），国家科技重大专项（2020YFA0803300），国家自然科学基金重点项目（81830093）等项目的支持。中国医学科学院肿瘤医院周光飚教授为通讯作者，梁璠、王桂珍和王燕为论文共同第一作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41392-022-01127-3
